(16分)如圖所示，在平面直角坐標(biāo)系xoy中的第一象限內(nèi)存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于坐標(biāo)平面向里的有界圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域(圖中未畫(huà)出)；在第二象限內(nèi)存在沿x軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)．一粒子源固定在x軸上坐標(biāo)為(－L，0)的A點(diǎn)．粒子源沿y軸正方向釋放出速度大小為v的電子，電子恰好能通過(guò)y軸上坐標(biāo)為(0，2L)的C點(diǎn)，電子經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后恰好垂直通過(guò)第一象限內(nèi)與x軸正方向成15°角的射線ON(已知電子的質(zhì)量為m，電荷量為e，不考慮粒子的重力和粒子之間的相互作用)．求：

⑴勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E的大��；
⑵電子離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)的速度方向與y軸正方向的夾角θ；
⑶圓形磁場(chǎng)的最小半徑R_min．

如圖所示，aa′、bb′、cc′、dd′為區(qū)域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的豎直邊界，三個(gè)區(qū)域的寬度相同，長(zhǎng)度足夠大，區(qū)域Ⅰ、Ⅲ內(nèi)分別存在垂直紙面向外和向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，區(qū)域Ⅱ存在豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)．一群速率不同的帶正電的某種粒子，從邊界aa′上的O處，沿著與Oa成30°角的方向射入Ⅰ區(qū)．速率小于某一值的粒子在Ⅰ區(qū)內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)間均為t₀；速率為v₀的粒子在Ⅰ區(qū)運(yùn)動(dòng)后進(jìn)入Ⅱ區(qū)．已知Ⅰ區(qū)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B，Ⅱ區(qū)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為2Bv₀，不計(jì)粒子重力．求：

(1)該種粒子的比荷；
(2)區(qū)域Ⅰ的寬度d；
(3)速率為v₀的粒子在Ⅱ區(qū)內(nèi)運(yùn)動(dòng)的初、末位置間的電勢(shì)差U；
(4)要使速率為v₀的粒子進(jìn)入Ⅲ區(qū)后能返回到Ⅰ區(qū)，Ⅲ區(qū)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B′的大小范圍應(yīng)為多少？

如圖所示，在同時(shí)存在勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)的空間中取正交坐標(biāo)系Oxyz，一質(zhì)量為m，電荷量為q的帶正電粒子從原點(diǎn)O以速度v沿x軸正方向出發(fā)，下列說(shuō)法正確的是(    )

A．若電場(chǎng)、磁場(chǎng)分別沿z軸正方向和x軸正方向，粒子只能做曲線運(yùn)動(dòng)

B．若電場(chǎng)、磁場(chǎng)均沿z軸正方向，粒子有可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)

C．若電場(chǎng)、磁場(chǎng)分別沿z軸負(fù)方向和y軸負(fù)方向，粒子有可能做勻速直線運(yùn)動(dòng)

D．若電場(chǎng)、磁場(chǎng)分別沿y軸負(fù)方向和z軸正方向，粒子有可能做平拋運(yùn)動(dòng)

在xoy平面直角坐標(biāo)系的第Ⅰ象限有射線OA，OA與x軸正方向夾角為30°，如圖所示，OA與y軸所夾區(qū)域存在y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，其它區(qū)域存在垂直坐標(biāo)平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)；有一帶正電粒子質(zhì)量m，電量q，從y軸上的P點(diǎn)沿著x軸正方向以大小為v₀的初速度射入電場(chǎng)，運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間沿垂直于OA方向經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)，經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)，過(guò)y軸正半軸上的M點(diǎn)再次垂直進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)。已知OP = h，不計(jì)粒子的重力。

⑴ 求粒子垂直射線OA經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)的速度v_Q；
⑵ 求勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E與勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的比值；
⑶ 粒子從M點(diǎn)垂直進(jìn)入電場(chǎng)后，如果適當(dāng)改變電場(chǎng)強(qiáng)度，可以使粒子再次垂直O(jiān)A進(jìn)入磁場(chǎng)，再適當(dāng)改變磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，可以使粒子再次從y軸正方向上某點(diǎn)垂直進(jìn)入電場(chǎng)；如此不斷改變電場(chǎng)和磁場(chǎng)，會(huì)使粒子每次都能從y軸正方向上某點(diǎn)垂直進(jìn)入電場(chǎng)，再垂直O(jiān)A方向進(jìn)入磁場(chǎng)……，求粒子從P點(diǎn)開(kāi)始經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間能夠運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)？

（14分）如圖所示的區(qū)域中，左邊為垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B ，右邊是一個(gè)電場(chǎng)強(qiáng)度大小未知的勻強(qiáng)電場(chǎng)，其方向平行于OC且垂直于磁場(chǎng)方向．一個(gè)質(zhì)量為m 、電荷量為-q 的帶電粒子從P孔以初速度v₀沿垂直于磁場(chǎng)方向進(jìn)人勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，初速度方向與邊界線的夾角θ＝60⁰，粒子恰好從C孔垂直于OC射入勻強(qiáng)電場(chǎng)，最后打在Q點(diǎn)且OQ間距是OC間距的2倍，不計(jì)粒子的重力，求：

（1）電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小
（2）粒子從P運(yùn)動(dòng)到Q所用的時(shí)間 t
（3）粒子到達(dá)Q點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能E_KQ

如圖所示，在豎直放置的半徑為R的光滑半圓弧絕緣細(xì)管的圓心O處固定一點(diǎn)電荷，將質(zhì)量為m，帶電量為+q的小球從圓弧管的水平直徑端點(diǎn)A由靜止釋放，小球沿細(xì)管滑到最低點(diǎn)B時(shí)，對(duì)管壁恰好無(wú)壓力，已知重力加速度為g，則下列說(shuō)法正確的是（      ）

A．小球在B時(shí)的速率為

B．小球在B時(shí)的速率小于

C．固定于圓心處的點(diǎn)電荷在AB弧中點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為3mg/q

D．小球不能到達(dá)C點(diǎn)（C點(diǎn)和A在一條水平線上）

（19分）如圖，在區(qū)域I（0≤x≤d）和區(qū)域II（d≤x≤2d）內(nèi)分別存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為B和2B，方向相反，且都垂直于Oxy平面。一質(zhì)量為m、帶電荷量q（q＞0）的粒子a于某時(shí)刻從y軸上的P點(diǎn)射入?yún)^(qū)域I，其速度方向沿x軸正向。已知a在離開(kāi)區(qū)域I時(shí)，速度方向與x軸正方向的夾角為30°；此時(shí)，另一質(zhì)量和電荷量均與a相同的粒子b也從p點(diǎn)沿x軸正向射入?yún)^(qū)域I，其速度大小是a的1/3。不計(jì)重力和兩粒子之間的相互作用力。求

（1）粒子a射入?yún)^(qū)域I時(shí)速度的大��；
（2）當(dāng)a離開(kāi)區(qū)域II時(shí)，a、b兩粒子的y坐標(biāo)之差。

（19分） 如圖a所示，水平直線MN下方有豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)，現(xiàn)將一重力不計(jì)、比荷＝10⁶ C/kg的正電荷置于電場(chǎng)中的O點(diǎn)由靜止釋放，經(jīng)過(guò)×10^－5 s后，電荷以v₀＝1.5×10⁴ m/s的速度通過(guò)MN進(jìn)入其上方的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)與紙面垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度B按圖b所示規(guī)律周期性變化(圖b中磁場(chǎng)以垂直紙面向外為正，以電荷第一次通過(guò)MN時(shí)為t＝0時(shí)刻)．求：

(1)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E的大�。唬ūＡ�2位有效數(shù)字）
(2)圖b中t＝×10^－5 s時(shí)刻電荷與O點(diǎn)的水平距離；
(3)如果在O點(diǎn)右方d＝68 cm處有一垂直于MN的足夠大的擋板，求電荷從O點(diǎn)出發(fā)運(yùn)動(dòng)到擋板所需的時(shí)間．(sin 37°＝0.60，cos 37°＝0.80) （保留2位有效數(shù)字）

（11分）如圖所示，紙平面內(nèi)一帶電粒子以某一速度做直線運(yùn)動(dòng)，一段時(shí)間后進(jìn)入一垂直于紙面向里的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域（圖中未畫(huà)出磁場(chǎng)區(qū)域），粒子飛出磁場(chǎng)后從上板邊緣平行于板面進(jìn)入兩面平行的金屬板間，兩金屬板帶等量異種電荷，粒子在兩板間經(jīng)偏轉(zhuǎn)后恰從下板右邊緣飛出。已知帶電粒子的質(zhì)量為m，電量為q，其重力不計(jì)，粒子進(jìn)入磁場(chǎng)前的速度方向與帶電板成θ=60°角。勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，帶電板板長(zhǎng)為L(zhǎng)，板間距為d，板間電壓為U。試解答：

（1）上金屬板帶什么電？
（2）粒子剛進(jìn)入金屬板時(shí)速度為多大？
（3）圓形磁場(chǎng)區(qū)域的最小面積為多大？

（16分）如圖所示，有一對(duì)平行金屬板，兩板相距為0.05m．電壓為10V；兩板之間有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B₀=0.1T，方向與金屬板面平行并垂直于紙面向里．圖中右邊有一半徑R為0.1m、圓心為O的圓形區(qū)域內(nèi)也存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，方向垂直于紙面向里．一正離子沿平行于金屬板面，從A點(diǎn)垂直于磁場(chǎng)的方向射入平行金屬板之間，沿直線射出平行金屬板之間的區(qū)域，并沿直徑CD方向射入圓形磁場(chǎng)區(qū)域，最后從圓形區(qū)域邊界上的F點(diǎn)射出．已知速度的偏向角，不計(jì)離子重力．求：

（1）離子速度v的大�。�
（2）離子的比荷q/m；
（3）離子在圓形磁場(chǎng)區(qū)域中運(yùn)動(dòng)時(shí)間t．